JP3481229B2 - Power circuit - Google Patents

Power circuit

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JP3481229B2
JP3481229B2 JP2002046141A JP2002046141A JP3481229B2 JP 3481229 B2 JP3481229 B2 JP 3481229B2 JP 2002046141 A JP2002046141 A JP 2002046141A JP 2002046141 A JP2002046141 A JP 2002046141A JP 3481229 B2 JP3481229 B2 JP 3481229B2
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power supply
circuit
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capacitor
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孝一 山下
博明 杉浦
徹也 久野
成浩 的場
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、電池等で動作す
る携帯機器の電源回路に関する。 【0002】 【従来の技術】携帯機器の電源としては、小型・軽量化
の可能なスイッチング電源が多く使用される。スイッチ
ング電源には、スイッチ電圧・電流の波形で大別する
と、矩形波で動作するPWMコンバータと、正弦波で動
作する共振形コンバータの2種類に分けられる。従来の
技術として、PWM方式の昇圧形コンバータを例に説明
する。 【0003】図6は従来の電源回路を示すブロック等価
回路図である。図において、1は電池等の電源の接続さ
れる入力端子、2は電源側と回路側を接続あるいは切断
するスイッチと同様な動作をする素子(以下、スイッチ
と記す。)、3は入力電圧を安定化するコンデンサと同
様な動作をする素子(以下、入力コンデンサと記
す。)、4はエネルギーを蓄積するインダクタと同様な
動作をする素子(以下、インダクタと記す。)、5はス
イッチング動作を行うトランジスタと同様な動作をする
素子(以下、トランジスタと記す。)、6は整流するダ
イオードと同様な動作をする素子(以下、ダイオードと
記す。)、7は整流された波形を平滑するコンデンサと
同様な動作をする素子(以下、出力コンデンサと記
す。)、8は出力電圧を一定に制御する制御回路、9は
負荷回路に接続される出力端子である。 【0004】次に動作について電源として電池を接続し
た場合を例に説明する。電池から出力された直流電圧は
入力端子1に印加される。入力端子1に加えられた直流
電圧はスイッチ2の一方の端子に加えられ、他方の端子
は回路側に接続されている。スイッチ2の端子間が開状
態の時は電源は遮断されている。スイッチ2の端子間が
閉状態の時、電源は投入されている。スイッチ2が閉状
態の時、入力された直流電流は入力コンデンサ3を充電
すると同時にインダクタ4以降の回路にも供給される。
入力コンデンサ3は負荷電流が急増した時、放電し負荷
変動に対し入力電圧を安定化する。トランジスタ5がオ
ンの時、インダクタ4が励磁されエネルギーはインダク
タに蓄積される。トランジスタ5がオフの時、インダク
タ4の磁束がリセットされ、インダクタに蓄積されたエ
ネルギーはダイオード6以降の回路に放出される。 【0005】ダイオード6はカソード側の電位がアノー
ド側の電位よりも低い時は導通し、出力コンデンサ7を
充電する。トランジスタ5がオンの時など、カソード側
の電位がアノード側の電位よりも高い時はダイオード6
は遮断する。ダイオード6が遮断している時、出力コン
デンサ7は放電して出力端子9に接続される負荷回路に
供給する。制御回路8は出力端子9の電位を監視し、基
準電圧と比較して、出力電圧が一定に保たれるようにト
ランジスタ5のオン、オフを制御する。また、トランジ
スタ5に流れる電流を監視して一定の電流値を超えるこ
とがないようにトランジスタ5のオン、オフを制御す
る。制御回路8は、トランジスタ5のオン、オフの制御
を、オン、オフを1周期とする周波数を可変すること、
あるいは、オン、オフ周期のデューティサイクルを可変
すること、スイッチングの動作を中断すること等によっ
て行う。 【0006】スイッチ2がオンした直後、出力電圧は0
Vなので、出力電圧を上げるように制御回路8はトラン
ジスタ5をオンする。スイッチ2がオンすると、入力コ
ンデンサ3を充電するための電流と、インダクタ4とト
ランジスタ5を流れるインダクタ4を励磁するための電
流が同時に電源から流れる。スイッチ2がオンした直後
に必要となる大電流により、入力電圧は電池の内部抵抗
のため、大幅に低下する。この時、入力電圧は制御回路
8の電源でもあるため、入力電圧が大幅に下がると制御
回路8が動作しなくなることがある。制御回路8がトラ
ンジスタ5をオンにしたまま動作しなくなると、トラン
ジスタ5を通って電流が流れ続けるため、入力電圧は下
がったままとなり出力電圧が得られなくなることがあ
る。 【0007】上記動作を、具体的な例に基づいて説明す
る。例えば入力コンデンサ3の突入電流がピーク1.5
A、トランジスタ5の最大コレクタ電流が2A、制御回
路8の最小動作電源電圧が1.8V、電池の初期電圧
3.2V、内部抵抗0.5Ωの場合を考える。突入電流
がピークの時の電池からの出力の電位降下量は、 (1.5A+2A)×0.5Ω=1.75V となる。入力電圧は初期電圧から1.75V降下するか
ら、 3.2V−1.75V=1.45V となる。 1.45V < 1.8V したがって、制御回路8の最小動作電源電圧の1.8V
よりも低い1.45Vとなる。このように、スイッチ2
がオンした直後、入力コンデンサ3の突入電流がピーク
の時に制御回路8がトランジスタ5をオンしたまま動作
しなくなる可能性がある。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】従来の電源回路は以上
のように構成されているので、スイッチ2をオンしても
正しい出力電圧が得られなくなる可能性があった。 【0009】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、内部抵抗の大きい電池等を接続し
た時でも、突入電流等による電池出力電圧の低下を原因
として動作しなくなることを防止した電源回路を得るこ
とを目的とする。 【0010】 【課題を解決するための手段】この発明に係る電源回路
は、電源側と回路側を接続あるいは切断する電源供給ス
イッチと、上記電源供給スイッチと接続され、上記電源
側から供給される電流によって入力電圧変動を安定化す
る入力コンデンサと、上記電源供給スイッチと接続さ
、上記入力コンデンサと同時に並行してエネルギーを
蓄積するインダクタと、上記インダクタの出力側と接地
電位との間に設けられ、オン状態で上記インダクタにエ
ネルギーを蓄積し、オフ状態で上記インダクタの磁束が
リセットされるようにするスイッチング部と、上記イン
ダクタの出力を整流する整流部と、当該整流された波形
を平滑する出力コンデンサと、上記電源供給スイッチ
らの入力電圧を電源として、出力電圧が一定になるよう
上記スイッチング部をオンオフ制御する制御部から構成
される電源回路において、上記電源供給スイッチを接続
状態にした直後から上記入力コンデンサが充電するまで
上記制御部の動作を停止させる動作遮断部を設けたこと
を特徴とする電源回路。 【0011】 【発明の実施の形態】この発明の実施の形態である電源
回路においては、電源の供給開始より電源回路の動作開
始を遅延させたので、電源の供給開始時に必要な電流と
電源回路の動作開始時に必要な電流が同時に流れること
がなくなり、入力電圧の電位降下が小さくなり、電源回
路が動作しない状態に至らない。 【0012】また、スイッチ部を通過した入力を低域濾
波器を通して雑音を低減してから制御部に電源として供
給するので、電源回路が動作しない状態に至らない。 【0013】また、スイッチ部の電源側に電荷貯蔵素子
を設けたので、スイッチが入る前に電荷が貯えられた予
備電池を構成し、スイッチが入った後の大電流の需要に
対して電荷貯蔵素子側からの供給により入力電圧の電位
降下を小さく抑えることができ、電源回路が動作しない
状態に至らない。 【0014】また、スイッチ部の電源側の電荷貯蔵素子
の容量を大きくし、スイッチ部の負荷側の電荷貯蔵素子
の容量を小さくしたので、スイッチが入ることによる突
入電流は小さくなり入力電圧の電位降下を小さく抑える
ことができ、電源回路が動作しない状態に至らない。 【0015】以下、この発明を実施の形態を示す図面に
基づいて具体的に説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1である電
源回路を示すブロック等価回路図である。各ブロックの
動作をわかりやすくするため等価回路で表現している。
図1において、10は制御回路8の動作を遮断する遮断
回路である。その他のものは、同一符号を付して図6に
示したものと同一のものである。 【0016】次に動作について説明する。スイッチ2が
閉状態の時、入力された直流電流は入力コンデンサ3を
充電すると同時にインダクタ4以降の回路、及び遮断回
路10にも供給される。遮断回路10は、スイッチ2が
オンになった後の一定時間、制御回路8が動作しないよ
うに遮断する信号を制御回路8に供給する。制御回路8
は遮断回路10から遮断を示す信号が出ている間、動作
を停止する。制御回路8が動作を停止した時、トランジ
スタ5はオフ状態となる。その他の部分の動作は図6に
示した従来のものの動作と同じであるから、その動作説
明は省略する。 【0017】スイッチ2がオンすると同時に遮断回路1
0は制御回路8の動作を停止させる。スイッチ2がオン
すると同時に入力コンデンサ3の充電は開始される。こ
の時、トランジスタ5には電流は流れない。入力コンデ
ンサ3を充電するのに十分な時間の経過後、遮断回路1
0は制御回路8の動作を開始させる。制御回路8が動作
し始めるとインダクタ4とトランジスタ5を流れるイン
ダクタ4を励磁するための電流が流れる。入力コンデン
サ3は既に充電されているので突入電流のような大電流
が流れるようなことはない。入力コンデンサ3を充電す
るための電流と、インダクタ4とトランジスタ5を流れ
るインダクタ4を励磁するための電流が同時に電源から
流れることはなくなる。したがって、入力電圧が電池の
内部抵抗のため、大幅に低下することもなくなり、制御
回路8が動作しなくなることもなくなるため、電源回路
は正常に動作して、正常な出力電圧が得られる。 【0018】上記動作を、従来例の説明で使用した具体
例に基づいて説明する。例えば入力コンデンサ3の突入
電流がピーク1.5A、トランジスタ5の最大コレクタ
電流が2A、制御回路8の最小動作電源電圧が1.8
V、電池の初期電圧3.2V、内部抵抗0.5Ωの場合
を考える。突入電流がピークの時の電池からの出力の電
位降下量は、 1.5A×0.5Ω=0.75V となる。入力電圧は初期電圧から0.75V降下するか
ら、 3.2V−0.75V=2.45V となる。 2.45V > 1.8V したがって、制御回路8の最小動作電源電圧の1.8V
よりも高い2.45Vとなり問題はない。 【0019】また、インダクタ4とトランジスタ5に流
れる電流がピークの場合も電池からの出力の電位降下量
を計算すると、 2A×0.5Ω=1.0V となる。入力電圧は初期電圧から1.0V降下するか
ら、 3.2V−1.0V=2.2V となる。 2.2V > 1.8V したがって、制御回路8の最小動作電源電圧の1.8V
よりも高い2.2Vとなり問題はない。さらに、インダ
クタ4とトランジスタ5に電流が流れる時には既に入力
コンデンサ3は充電されているので、必要な電流全てを
電池から供給する必要はなく入力コンデンサ3からも供
給されるので、実際はここまで降下しない。このよう
に、大電流が流れるタイミングをずらしたことにより、
入力電圧が電池の内部抵抗のため、大幅に低下すること
もなくなり、制御回路8が動作しなくなることもなくな
るため、電源回路は正常に動作して、正常な出力電圧が
得られるようになった。 【0020】図2は遮断回路10の一構成例を示すブロ
ック等価回路図である。図において、20はスイッチ2
を通った入力電圧が印加される入力端子、21はコンデ
ンサ、22は抵抗、23は基準電圧源、24は比較器、
25は信号を制御回路8に出力する出力端子である。 【0021】図3は遮断回路10の一構成例の動作を説
明するための波形図である。図2、図3に基づいて動作
を説明する。入力端子20に印加される入力電圧は、ス
イッチ2がオフからオンされることにより立ち上がる。
コンデンサ21と抵抗22は高域通過型フィルタを構成
しており、入力電圧の変化成分に応じた微分波形を比較
器24の一方の入力端子に供給する。基準電圧源23は
所定の定電圧を比較器24の他方の入力端子に供給す
る。比較器24は高域通過型フィルタ出力を基準電圧と
比較して、高域通過型フィルタ出力が基準電圧よりも大
きい時は、Highレベルの論理で、高域通過型フィル
タ出力が基準電圧よりも小さい時は、Lowレベルの論
理となるような論理信号を出力端子25から出力する。
遮断回路10はスイッチ2がオンになった直後の遮断が
必要な期間Highレベルになる論理信号を制御回路8
に送って制御回路8の動作をスイッチ2がオンになった
直後の一定期間停止させる。 【0022】実施の形態2.図4はこの発明の実施の形
態2である電源回路を示すブロック等価回路図である。
各ブロックの動作をわかりやすくするため等価回路で表
現している。図4において、11は制御回路8を動作さ
せるための電源にのっている雑音を低減する雑音低減回
路である。雑音低減回路11は、高域成分の雑音を抑圧
して低域成分のみを通過させる低域通過型フィルタであ
る。その他のものは、同一符号を付して図6に示したも
のと同一のものである。 【0023】次に動作について説明する。スイッチ2が
閉状態の時、入力された直流電流は入力コンデンサ3を
充電すると同時にインダクタ4以降の回路、及び雑音低
減回路11にも供給される。雑音低減回路11は、入力
電圧の雑音を小さくして、制御回路8の電源として制御
回路8に供給する。その他の部分の動作は図6に示した
従来のものの動作と同じであるから、その動作説明は省
略する。 【0024】雑音低減回路11がない場合の動作を雑音
に着目して説明する。スイッチ2がオンした直後、出力
電圧は0Vなので、出力電圧を上げるように制御回路8
はトランジスタ5をオンする。スイッチ2がオンする
と、入力コンデンサ3を充電するための電流と、インダ
クタ4とトランジスタ5を流れるインダクタ4を励磁す
るための電流が同時に電源から流れる。スイッチ2がオ
ンした直後に必要となる大電流により、入力電圧は電池
の内部抵抗のため低下する。入力電圧の低下幅がまだ制
御回路8は動作する範囲であっても、低下した入力電圧
にのっている雑音成分により、負方向のピークでは制御
回路8が動作しない電圧まで下がっている場合がある。
制御回路8がトランジスタ5をオンにしたまま動作しな
くなると、トランジスタ5を通って電流が流れ続けるた
め、入力電圧は雑音成分とは関係なく下がったままとな
り出力電圧が得られなくなることがある。入力電圧にの
った雑音の負方向のピークをトリガとして入力電圧の低
下が固定する場合がある。 【0025】次に雑音低減回路11がある場合の動作を
雑音に着目して説明する。スイッチ2がオンした直後、
出力電圧は0Vなので、出力電圧を上げるように制御回
路8はトランジスタ5をオンする。スイッチ2がオンす
ると、入力コンデンサ3を充電するための電流と、イン
ダクタ4とトランジスタ5を流れるインダクタ4を励磁
するための電流が同時に電源から流れる。スイッチ2が
オンした直後に必要となる大電流により、入力電圧は電
池の内部抵抗のため低下する。入力電圧の低下幅がまだ
制御回路8は動作する範囲であれば、雑音成分の影響を
受けることなく制御回路8は動作する。したがって、制
御回路8が動作しなくなることもなくなるため、電源回
路は正常に動作して、正常な出力電圧が得られる。 【0026】実施の形態3.図5はこの発明の実施の形
態3である電源回路を示すブロック等価回路図である。
各ブロックの動作をわかりやすくするため等価回路で表
現している。図において、12は入力電圧を安定化する
コンデンサと同様な動作をする素子(以下、電源側コン
デンサと記す。)である。その他のものは、同一符号を
付して図6に示したものと同一のものである。 【0027】次に動作について説明する。電池から出力
された直流電圧は入力端子1に印加される。入力端子1
に加えられた直流電圧は電源側コンデンサ12を充電す
ると同時にスイッチ2の一方の端子に加えられ、他方の
端子は回路側に接続されている。スイッチ2の端子間が
開状態の時は電源は遮断されている。スイッチ2の端子
間が閉状態の時、電源は投入されている。スイッチ2が
閉状態の時、入力された直流電流は入力コンデンサ3を
充電すると同時にインダクタ4以降の回路にも供給され
る。入力コンデンサ3及び電源側コンデンサ12は負荷
電流が急増した時、放電し負荷変動に対し入力電圧を安
定化する。以降の動作は図6に示した従来のものの動作
と同じであるから、ここでは、その動作説明は省略す
る。 【0028】スイッチ2がオンする前に電源側コンデン
サ12には電荷が蓄えられている。スイッチ2がオンし
た直後、出力電圧は0Vなので、出力電圧を上げるよう
に制御回路8はトランジスタ5をオンする。スイッチ2
がオンすると、入力コンデンサ3を充電するための電流
と、インダクタ4とトランジスタ5を流れるインダクタ
4を励磁するための電流が同時に電源及び電源側コンデ
ンサ12から流れる。スイッチ2がオンした直後に必要
となる大電流は、電池だけでなく電源側コンデンサ12
からも供給されるので、電池の内部抵抗の影響を受ける
入力電圧の低下幅は小さくなる。入力電圧は制御回路8
の電源でもあるが、入力電圧の低下幅が小さくなること
により制御回路8が動作しなくなることはなくなり、電
源回路は正常に動作して、正常な出力電圧が得られる。 【0029】実施の形態4.図5はこの発明の実施の形
態4である電源回路を示すブロック等価回路図である。
構成は上記実施の形態3と同様である。電源側コンデン
サ12は入力コンデンサ3よりも十分に大きな静電容量
のコンデンサである。例えば入力コンデンサが20μF
に対して、電源側コンデンサ12が200μFのよう
に、容量比でおおよそ10倍ぐらいある。 【0030】次に動作について説明する。電池から出力
された直流電圧は入力端子1に印加される。入力端子1
に加えられた直流電圧は電源側コンデンサ12を充電す
ると同時にスイッチ2の一方の端子に加えられ、他方の
端子は回路側に接続されている。スイッチ2の端子間が
開状態の時は電源は遮断されている。スイッチ2の端子
間が閉状態の時、電源は投入されている。スイッチ2が
閉状態の時、入力された直流電流は入力コンデンサ3を
充電すると同時にインダクタ4以降の回路にも供給され
る。入力コンデンサ3及び電源側コンデンサ12は負荷
電流が急増した時、放電し負荷変動に対し入力電圧を安
定化する。以降の動作は図6に示した従来のものの動作
と同じであるから、ここでは、その動作説明は省略す
る。 【0031】スイッチ2がオンする前に電源側コンデン
サ12には電荷が蓄えられている。スイッチ2がオンし
た直後、出力電圧は0Vなので、出力電圧を上げるよう
に制御回路8はトランジスタ5をオンする。スイッチ2
がオンすると、入力コンデンサ3を充電するための電流
と、インダクタ4とトランジスタ5を流れるインダクタ
4を励磁するための電流が同時に電源及び電源側コンデ
ンサ12から流れる。スイッチ2がオンした直後に必要
となる大電流は、電池だけでなく電源側コンデンサ12
からも供給されるので、電池の内部抵抗の影響を受ける
入力電圧の低下幅は小さくなる。入力コンデンサ3の容
量は、電源側コンデンサ12の容量に比べて十分に小さ
いので電源側コンデンサ12に蓄えられている電荷で入
力コンデンサ3を充電できる。したがって、入力コンデ
ンサ3の突入電流が小さくなるので、電池の内部抵抗の
影響を受ける入力電圧の低下幅は小さくなり制御回路8
が動作しなくなることはなくなり、電源回路は正常に動
作して、正常な出力電圧が得られる。 【0032】 【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。 【0033】電源の供給開始より電源回路の動作開始を
遅延させたので、電源の供給開始時に必要な電流と電源
回路の動作開始時に必要な電流が同時に流れることがな
くなり、入力電圧の電位降下が小さくなり、電源回路が
確実に動作する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a power supply circuit of a portable device operated by a battery or the like. 2. Description of the Related Art As a power supply for portable equipment, a switching power supply that can be reduced in size and weight is often used. The switching power supplies are roughly classified into two types, that is, a PWM converter that operates with a rectangular wave and a resonant converter that operates with a sine wave, when roughly classified according to the waveforms of switch voltages and currents. As a conventional technique, a PWM step-up converter will be described as an example. FIG. 6 is a block equivalent circuit diagram showing a conventional power supply circuit. In the figure, 1 is an input terminal to which a power supply such as a battery is connected, 2 is an element (hereinafter, referred to as a switch) that operates similarly to a switch that connects or disconnects the power supply and the circuit, and 3 is an input voltage. An element that operates in the same manner as a stabilizing capacitor (hereinafter, referred to as an input capacitor), 4 is an element that operates in the same manner as an inductor that stores energy (hereinafter, referred to as an inductor), and 5 performs a switching operation An element that operates in the same manner as a transistor (hereinafter, referred to as a transistor), 6 is an element that operates in the same manner as a rectifying diode (hereinafter, referred to as a diode), and 7 is a capacitor that smoothes a rectified waveform. (Hereinafter, referred to as an output capacitor), 8 is a control circuit for controlling the output voltage to be constant, and 9 is an output terminal connected to a load circuit. Next, the operation will be described by taking a case where a battery is connected as a power supply as an example. The DC voltage output from the battery is applied to the input terminal 1. The DC voltage applied to the input terminal 1 is applied to one terminal of the switch 2 and the other terminal is connected to the circuit side. When the terminals of the switch 2 are open, the power is shut off. When the terminals of the switch 2 are closed, the power is on. When the switch 2 is closed, the input direct current charges the input capacitor 3 and is simultaneously supplied to the circuit after the inductor 4.
The input capacitor 3 discharges when the load current suddenly increases, and stabilizes the input voltage against a load change. When the transistor 5 is on, the inductor 4 is excited and energy is stored in the inductor. When the transistor 5 is off, the magnetic flux of the inductor 4 is reset, and the energy stored in the inductor is released to the circuit after the diode 6. The diode 6 conducts when the potential on the cathode side is lower than the potential on the anode side, and charges the output capacitor 7. When the potential on the cathode side is higher than the potential on the anode side, such as when the transistor 5 is on, the diode 6
Shuts off. When the diode 6 is shut off, the output capacitor 7 discharges and supplies the load circuit connected to the output terminal 9. The control circuit 8 monitors the potential of the output terminal 9, compares it with a reference voltage, and controls on / off of the transistor 5 so that the output voltage is kept constant. Further, the current flowing through the transistor 5 is monitored, and ON / OFF of the transistor 5 is controlled so as not to exceed a certain current value. The control circuit 8 controls the on / off of the transistor 5 by changing a frequency with one cycle of on / off.
Alternatively, it is performed by varying the duty cycle of the ON / OFF cycle, interrupting the switching operation, or the like. Immediately after the switch 2 is turned on, the output voltage becomes 0
Since it is V, the control circuit 8 turns on the transistor 5 so as to increase the output voltage. When the switch 2 is turned on, a current for charging the input capacitor 3 and a current for exciting the inductor 4 flowing through the inductor 4 and the transistor 5 simultaneously flow from the power supply. Due to the large current required immediately after the switch 2 is turned on, the input voltage is significantly reduced due to the internal resistance of the battery. At this time, since the input voltage is also a power source of the control circuit 8, if the input voltage drops significantly, the control circuit 8 may not operate. If the control circuit 8 does not operate with the transistor 5 turned on, the current continues to flow through the transistor 5, so that the input voltage may remain low and the output voltage may not be obtained. The above operation will be described based on a specific example. For example, the inrush current of the input capacitor 3 has a peak of 1.5
A, the case where the maximum collector current of the transistor 5 is 2 A, the minimum operating power supply voltage of the control circuit 8 is 1.8 V, the initial voltage of the battery is 3.2 V, and the internal resistance is 0.5Ω. The potential drop amount of the output from the battery when the inrush current is at a peak is (1.5A + 2A) × 0.5Ω = 1.75V. The input voltage drops by 1.75V from the initial voltage, so that 3.2V-1.75V = 1.45V. 1.45V <1.8V Therefore, the minimum operating power supply voltage of control circuit 8 of 1.8V
1.45V which is lower than that. Thus, switch 2
Immediately after turning on, when the rush current of the input capacitor 3 reaches a peak, the control circuit 8 may not operate with the transistor 5 turned on. Since the conventional power supply circuit is configured as described above, there is a possibility that a correct output voltage cannot be obtained even when the switch 2 is turned on. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. Even when a battery or the like having a large internal resistance is connected, it does not operate due to a decrease in the battery output voltage due to an inrush current or the like. It is an object of the present invention to obtain a power supply circuit that is prevented. A power supply circuit according to the present invention comprises a power supply switch for connecting or disconnecting a power supply and a circuit .
And switches, is connected to the power supply switch, accumulation and input capacitor to stabilize the input voltage change by the current supplied from the power source side is connected to the power supply switch, the energy simultaneously in parallel with the input capacitor an inductor that is provided between the output side and the ground potential of the inductor, the energy accumulated in the inductor in the on state, and the switching section you like flux of the inductor are reset in the oFF state, the A rectifying unit that rectifies the output of the inductor, an output capacitor that smoothes the rectified waveform, and the switching unit that uses the input voltage from the power supply switch as a power source so that the output voltage is constant. in the power supply circuit and a control unit for on-off control, immediately after the power supply switch to the connection state Luo to the input capacitor charges
Power supply circuit, characterized in that a behavior blocking section stops the operation of the control unit. In a power supply circuit according to an embodiment of the present invention, the operation start of the power supply circuit is delayed from the start of power supply, so that the current required at the start of power supply and the power supply circuit The required current does not flow at the same time when the operation starts, the potential drop of the input voltage decreases, and the power supply circuit does not operate. Further, since the input passing through the switch section is supplied to the control section as power after the noise is reduced through the low-pass filter, the power supply circuit does not operate. Further, since the charge storage element is provided on the power supply side of the switch section, a spare battery in which the charge is stored before the switch is turned on is formed, and the charge storage element is stored in response to a large current demand after the switch is turned on. The potential drop of the input voltage can be suppressed by the supply from the element side, and the power supply circuit does not operate. Further, since the capacity of the charge storage element on the power supply side of the switch section is increased and the capacity of the charge storage element on the load side of the switch section is reduced, the rush current due to the switching on is reduced, and the potential of the input voltage is reduced. The drop can be suppressed small, and the power supply circuit does not operate. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing an embodiment. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block equivalent circuit diagram showing a power supply circuit according to Embodiment 1 of the present invention. The operation of each block is represented by an equivalent circuit for easy understanding.
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an interruption circuit for interrupting the operation of the control circuit 8. The other components are the same as those shown in FIG. 6 with the same reference numerals. Next, the operation will be described. When the switch 2 is closed, the input DC current charges the input capacitor 3 and is also supplied to the circuit after the inductor 4 and the cutoff circuit 10. The shutoff circuit 10 supplies the control circuit 8 with a signal for shutting off the control circuit 8 so that the control circuit 8 does not operate for a certain time after the switch 2 is turned on. Control circuit 8
Stops the operation while the signal indicating the interruption is output from the interruption circuit 10. When the control circuit 8 stops operating, the transistor 5 is turned off. The operation of the other parts is the same as the operation of the conventional device shown in FIG. 6, and the description of the operation is omitted. When the switch 2 is turned on, the cutoff circuit 1 is turned on.
0 stops the operation of the control circuit 8. As soon as the switch 2 is turned on, charging of the input capacitor 3 is started. At this time, no current flows through the transistor 5. After a lapse of time sufficient to charge the input capacitor 3, the shutoff circuit 1
0 starts the operation of the control circuit 8. When the control circuit 8 starts operating, a current for exciting the inductor 4 flowing through the inductor 4 and the transistor 5 flows. Since the input capacitor 3 is already charged, a large current such as an inrush current does not flow. A current for charging the input capacitor 3 and a current for exciting the inductor 4 flowing through the inductor 4 and the transistor 5 do not flow from the power supply at the same time. Therefore, the input voltage does not drop significantly due to the internal resistance of the battery, and the control circuit 8 does not stop operating, so that the power supply circuit operates normally and a normal output voltage is obtained. The above operation will be described based on a specific example used in the description of the conventional example. For example, the inrush current of the input capacitor 3 is 1.5 A peak, the maximum collector current of the transistor 5 is 2 A, and the minimum operating power supply voltage of the control circuit 8 is 1.8.
V, the initial voltage of the battery is 3.2 V, and the internal resistance is 0.5Ω. The potential drop amount of the output from the battery when the inrush current is at a peak is 1.5A × 0.5Ω = 0.75V. Since the input voltage drops 0.75 V from the initial voltage, 3.2 V−0.75 V = 2.45 V. 2.45V> 1.8V Therefore, the minimum operating power supply voltage of control circuit 8 of 1.8V
2.45V, which is higher than that, and there is no problem. When the current flowing through the inductor 4 and the transistor 5 has a peak, the potential drop amount of the output from the battery is calculated as 2A × 0.5Ω = 1.0V. Since the input voltage drops 1.0 V from the initial voltage, it becomes 3.2 V-1.0 V = 2.2 V. 2.2V> 1.8V Therefore, the minimum operating power supply voltage of control circuit 8 of 1.8V
2.2V, which is higher than that, and there is no problem. Furthermore, since the input capacitor 3 is already charged when a current flows through the inductor 4 and the transistor 5, it is not necessary to supply all necessary current from the battery, and the input capacitor 3 is also supplied from the input capacitor 3, so that the current does not actually drop to this point. . By shifting the timing at which a large current flows,
Since the input voltage does not drop significantly due to the internal resistance of the battery and the control circuit 8 does not stop operating, the power supply circuit operates normally and a normal output voltage can be obtained. . FIG. 2 is a block equivalent circuit diagram showing one configuration example of the cutoff circuit 10. As shown in FIG. In the figure, 20 is a switch 2
An input terminal to which an input voltage passed is applied, 21 is a capacitor, 22 is a resistor, 23 is a reference voltage source, 24 is a comparator,
An output terminal 25 outputs a signal to the control circuit 8. FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of one configuration example of the shutoff circuit 10. As shown in FIG. The operation will be described with reference to FIGS. The input voltage applied to the input terminal 20 rises when the switch 2 is turned on from off.
The capacitor 21 and the resistor 22 form a high-pass filter, and supply a differential waveform corresponding to a change component of the input voltage to one input terminal of the comparator 24. The reference voltage source 23 supplies a predetermined constant voltage to the other input terminal of the comparator 24. The comparator 24 compares the output of the high-pass filter with the reference voltage. When the output of the high-pass filter is higher than the reference voltage, the logic of the high level indicates that the output of the high-pass filter is higher than the reference voltage. When the signal is small, a logic signal that becomes a logic of a low level is output from the output terminal 25.
The shutoff circuit 10 outputs a logic signal which becomes High level during a period required for shutoff immediately after the switch 2 is turned on.
To stop the operation of the control circuit 8 for a certain period immediately after the switch 2 is turned on. Embodiment 2 FIG. FIG. 4 is a block equivalent circuit diagram showing a power supply circuit according to Embodiment 2 of the present invention.
The operation of each block is represented by an equivalent circuit for easy understanding. In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a noise reduction circuit for reducing noise on a power supply for operating the control circuit 8. The noise reduction circuit 11 is a low-pass filter that suppresses high-frequency component noise and passes only low-frequency components. The other components are the same as those shown in FIG. 6 with the same reference numerals. Next, the operation will be described. When the switch 2 is closed, the input DC current charges the input capacitor 3 and is also supplied to the circuit after the inductor 4 and the noise reduction circuit 11. The noise reduction circuit 11 reduces the noise of the input voltage and supplies the noise to the control circuit 8 as a power supply for the control circuit 8. The operation of the other parts is the same as the operation of the conventional device shown in FIG. 6, and the description of the operation is omitted. The operation in the case where the noise reduction circuit 11 is not provided will be described focusing on noise. Since the output voltage is 0 V immediately after the switch 2 is turned on, the control circuit 8 increases the output voltage.
Turns on the transistor 5. When the switch 2 is turned on, a current for charging the input capacitor 3 and a current for exciting the inductor 4 flowing through the inductor 4 and the transistor 5 simultaneously flow from the power supply. Due to the large current required immediately after the switch 2 is turned on, the input voltage decreases due to the internal resistance of the battery. Even if the decrease in the input voltage is still in the range in which the control circuit 8 operates, the noise component on the reduced input voltage may cause the negative peak to drop to a voltage at which the control circuit 8 does not operate. is there.
When the control circuit 8 does not operate with the transistor 5 turned on, the current continues to flow through the transistor 5, so that the input voltage may remain low irrespective of the noise component and the output voltage may not be obtained. There is a case where the drop of the input voltage is fixed by using the negative peak of the noise on the input voltage as a trigger. Next, the operation in the presence of the noise reduction circuit 11 will be described with a focus on noise. Immediately after switch 2 is turned on,
Since the output voltage is 0 V, the control circuit 8 turns on the transistor 5 so as to increase the output voltage. When the switch 2 is turned on, a current for charging the input capacitor 3 and a current for exciting the inductor 4 flowing through the inductor 4 and the transistor 5 simultaneously flow from the power supply. Due to the large current required immediately after the switch 2 is turned on, the input voltage decreases due to the internal resistance of the battery. If the decrease width of the input voltage is still within the range in which the control circuit 8 operates, the control circuit 8 operates without being affected by the noise component. Therefore, since the control circuit 8 does not stop operating, the power supply circuit operates normally and a normal output voltage can be obtained. Embodiment 3 FIG. FIG. 5 is a block equivalent circuit diagram showing a power supply circuit according to Embodiment 3 of the present invention.
The operation of each block is represented by an equivalent circuit for easy understanding. In the figure, reference numeral 12 denotes an element (hereinafter, referred to as a power supply side capacitor) which operates in the same manner as a capacitor for stabilizing an input voltage. The other components are the same as those shown in FIG. 6 with the same reference numerals. Next, the operation will be described. The DC voltage output from the battery is applied to the input terminal 1. Input terminal 1
Is applied to one terminal of the switch 2 at the same time as charging the power supply side capacitor 12, and the other terminal is connected to the circuit side. When the terminals of the switch 2 are open, the power is shut off. When the terminals of the switch 2 are closed, the power is on. When the switch 2 is closed, the input direct current charges the input capacitor 3 and is simultaneously supplied to the circuit after the inductor 4. When the load current suddenly increases, the input capacitor 3 and the power supply-side capacitor 12 discharge to stabilize the input voltage with respect to load fluctuation. The subsequent operation is the same as the operation of the conventional device shown in FIG. 6, and the description of the operation is omitted here. Before the switch 2 is turned on, an electric charge is stored in the power supply side capacitor 12. Since the output voltage is 0 V immediately after the switch 2 is turned on, the control circuit 8 turns on the transistor 5 so as to increase the output voltage. Switch 2
Is turned on, a current for charging the input capacitor 3 and a current for exciting the inductor 4 flowing through the inductor 4 and the transistor 5 simultaneously flow from the power supply and the power supply side capacitor 12. The large current required immediately after the switch 2 is turned on depends not only on the battery but also on the power supply side capacitor 12.
, The decrease in the input voltage affected by the internal resistance of the battery is reduced. The input voltage is controlled by the control circuit 8
However, the control circuit 8 does not stop operating due to the reduced width of the input voltage, and the power supply circuit operates normally and a normal output voltage can be obtained. Embodiment 4 FIG. 5 is a block equivalent circuit diagram showing a power supply circuit according to Embodiment 4 of the present invention.
The configuration is the same as that of the third embodiment. The power supply side capacitor 12 is a capacitor having a sufficiently larger capacitance than the input capacitor 3. For example, if the input capacitor is 20 μF
In contrast, the power supply side capacitor 12 has a capacitance ratio of about 10 times, such as 200 μF. Next, the operation will be described. The DC voltage output from the battery is applied to the input terminal 1. Input terminal 1
Is applied to one terminal of the switch 2 at the same time as charging the power supply side capacitor 12, and the other terminal is connected to the circuit side. When the terminals of the switch 2 are open, the power is shut off. When the terminals of the switch 2 are closed, the power is on. When the switch 2 is closed, the input direct current charges the input capacitor 3 and is simultaneously supplied to the circuit after the inductor 4. When the load current suddenly increases, the input capacitor 3 and the power supply-side capacitor 12 discharge to stabilize the input voltage with respect to load fluctuation. The subsequent operation is the same as the operation of the conventional device shown in FIG. 6, and the description of the operation is omitted here. Before the switch 2 is turned on, a charge is stored in the power supply side capacitor 12. Since the output voltage is 0 V immediately after the switch 2 is turned on, the control circuit 8 turns on the transistor 5 so as to increase the output voltage. Switch 2
Is turned on, a current for charging the input capacitor 3 and a current for exciting the inductor 4 flowing through the inductor 4 and the transistor 5 simultaneously flow from the power supply and the power supply side capacitor 12. The large current required immediately after the switch 2 is turned on depends on the power supply side capacitor 12 as well as the battery.
, The decrease in the input voltage affected by the internal resistance of the battery is reduced. Since the capacity of the input capacitor 3 is sufficiently smaller than the capacity of the power supply side capacitor 12, the input capacitor 3 can be charged with the electric charge stored in the power supply side capacitor 12. Therefore, the inrush current of the input capacitor 3 is reduced, and the decrease in the input voltage, which is affected by the internal resistance of the battery, is reduced.
Does not stop operating, the power supply circuit operates normally, and a normal output voltage is obtained. Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. Since the start of the operation of the power supply circuit is delayed from the start of the supply of the power supply, the current required at the start of the power supply and the current required at the start of the operation of the power supply circuit do not flow at the same time, and the potential drop of the input voltage is reduced. The power supply circuit operates reliably.

【図面の簡単な説明】 【図1】 この発明の実施の形態1である電源回路を示
すブロック等価回路図である。 【図2】 遮断回路の一構成例を示すブロック等価回路
図である。 【図3】 遮断回路の一構成例の動作を説明するための
波形図である。 【図4】 この発明の実施の形態2である電源回路を示
すブロック等価回路図である。 【図5】 この発明の実施の形態3および4である電源
回路を示すブロック等価回路図である。 【図6】 従来の電源回路を示すブロック等価回路図で
ある。 【符号の説明】 1 入力端子、2 スイッチ、3 入力コンデンサ、4
インダクタ、5 トランジスタ、6 ダイオード、7
出力コンデンサ、8 制御回路、9 出力端子、10
遮断回路、11 雑音低減回路、12 電源側コンデ
ンサ、20 入力端子、21 コンデンサ、22 抵
抗、23 基準電圧源、24 比較器、25 出力端
子。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block equivalent circuit diagram showing a power supply circuit according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block equivalent circuit diagram illustrating a configuration example of a cutoff circuit. FIG. 3 is a waveform chart for explaining the operation of one configuration example of the cutoff circuit. FIG. 4 is a block equivalent circuit diagram showing a power supply circuit according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block equivalent circuit diagram showing a power supply circuit according to Embodiments 3 and 4 of the present invention. FIG. 6 is a block equivalent circuit diagram showing a conventional power supply circuit. [Description of Signs] 1 input terminal, 2 switch, 3 input capacitor, 4
Inductor, 5 transistor, 6 diode, 7
Output capacitor, 8 control circuit, 9 output terminal, 10
Cut-off circuit, 11 noise reduction circuit, 12 power supply side capacitor, 20 input terminal, 21 capacitor, 22 resistor, 23 reference voltage source, 24 comparator, 25 output terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 的場 成浩 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−123702(JP,A) 特開 平8−280170(JP,A) 特開 昭56−123024(JP,A) 特開 平7−79562(JP,A) 特開 平4−12671(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/155 H02J 1/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigehiro Matoba 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (56) References JP-A-7-123702 (JP, A) JP-A Heisei 8-280170 (JP, A) JP-A-56-123024 (JP, A) JP-A-7-79562 (JP, A) JP-A-4-12671 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 3/155 H02J 1/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 電源側と回路側を接続あるいは切断する
電源供給スイッチと、上記電源供給スイッチ と接続され、上記電源側から供給
される電流によって入力電圧変動を安定化する入力コン
デンサと、 上記電源供給スイッチと接続され、上記入力コンデンサ
と同時に並行してエネルギーを蓄積するインダクタと、 上記インダクタの出力側と接地電位との間に設けられ、
オン状態で上記インダクタにエネルギーを蓄積し、オフ
状態で上記インダクタの磁束がリセットされるようにす
るスイッチング部と、 上記インダクタの出力を整流する整流部と、 当該整流された波形を平滑する出力コンデンサと、 上記電源供給スイッチからの入力電圧を電源として、出
力電圧が一定になるよう上記スイッチング部をオンオフ
制御する制御部から構成される電源回路において、 上記電源供給スイッチを接続状態にした直後から上記入
力コンデンサが充電するまで上記制御部の動作を停止さ
せる動作遮断部を設けたことを特徴とする電源回路。
(57) [Claims] [Claim 1] Connect or disconnect the power supply side and the circuit side
And a power supply switch, is connected to the power supply switch, an input capacitor for stabilizing the input voltage change by the current supplied from the power source side is connected to the power supply switch, energy simultaneously in parallel with the input capacitor Provided between the output side of the inductor and the ground potential,
The energy accumulated in the inductor in the on state, and the switching unit Ru to <br/> as flux the inductor are reset in the OFF state, and a rectifying unit for rectifying an output of the inductor, the rectified waveform A power supply circuit comprising: an output capacitor for smoothing the power supply switch; and a control unit that controls on / off of the switching unit so that an output voltage is constant, using an input voltage from the power supply switch as a power supply. power supply circuit, characterized in that a behavior blocking section stops the operation of the control unit to the input capacitor charges immediately after the.
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